The use of thermoplastic polymers to improve characteristics of concrete has gained
attraction over the last couple of decades. Polypropylene fiber is a type of
thermoplastic that is considered to have added desirable properties to concrete. In this
thesis, the effects of Polypropylene fiber on fresh and hardened properties of normal
strength concrete, and high strength concrete were investigated. Different percentages
of Polypropylene fiber were added by volume (0, 0.25, 0.50, 0.75, and 1.00 %) to
normal strength and high strength concrete, water to cement ratio of 0.5 for normal
strength concrete and 0.4 for high strength concrete.
Slump and VeBe time tests were performed to analyze the physical properties of fresh
concrete, while the effect of polypropylene fibers on the mechanical properties of
hardened concrete was executed by performing compressive strength test, flexural and
toughness test, splitting tensile strength test, drying shrinkage test, heat degradation
test (100 °C, 200 °C), Schmidt hammer test, Ultrasonic Pulse Velocity test (Pundit),
water absorption test, and water permeability test.
The results show changes in mechanical properties of normal strength concrete and
high strength concrete as the percentages of PPF increases. However, improvement in
mechanical properties were identified after the analysis. Compressive strength of
normal strength concrete decreased at 28 days while that of HSC increased as Splitting
tensile strength for both concretes increased as percentage of polypropylene fiber
increased at 28 days. There was increase in flexural strength and toughness in both
normal and high strength concrete as polypropylene fiber percentage increases, except
for 1.00 % which showed decrease. Less penetration depth was observed with the
addition of fibers. Pundit test showed results of a good concrete quality with
Polypropylene fiber before and after heat exposure. Decrease in compressive strength,
splitting tensile strength, and ultrasonic pulse velocity was observed after 100 °C and
200 °C heat exposure.
Keywords: Polypropylene Fibers (PPF), Normal Strength Concrete, High Strength
Concrete, Mechanical Properties, Shrinkage, Water absorption, Permeability, Heat
exposure.
ÖZ:
Betonun özelliklerinde iyileştire yapmak amacı ile termoplastik polimerlerin kullanımı
son yıllarda cazibe kazanmıştır. Polipropilen elyaf (PPE), betondaki belirgin
özellikleri iyileştireceği düşünülen bir tür termoplastiktir. Bu tez çalışmasında
polipropilen elyafın (PPE) kullanılması ile normal dayanımlı betonun (NDB) ve
yüksek dayanımlı betonun (YDB) taze ve sertleştirilmiş özellikleri üzerindeki etkileri
araştırılmıştır. Farklı miktarlarda elyaf kullanılarak (%0, %0.25, %0.50, %0.75 ve
%1.00) elde edilen betonlar iki farklı su/çimento oranı (0,4 ve 0,5) kullanılarak
üretilmiştir.
Taze betonun fiziksel özelliklerini analiz etmek için çökme ve VeBe zaman deneyleri
yapılmıştır. Sertleşmiş betonun mekanik özelliklerini analiz etmek için ise basınç
dayanımı deneyi, eğilme ve tokluk deneyi, basmada yarma dayanımı deneyi, kuruma
büzülme deneyi, ısı bozunma deneyi (100°C, 200°C), Schmidt çekci deneyi, ultrasonik
darbe hızı (UPV) deneyi (Pundit), su emme deneyi ve su geçirgenlik deneyi
yapılmıştır.
Sonuçlara bakıldığı zaman ise PPE'nin karışım miktarı arttıkça, NDB ve YDB'nin
mekanik özelliklerinde değişiklikler görüldüğü faredilmektedir Deney sonuçlarının
analizinden sonra mekanik özelliklerde iyileşme tespit edilmiştir. NDB'nun basınç
dayanımı 28 günde azalırken, YDB'de artış görülmüştür. Diğer taraftan ise 28 gün
sonra PPE'nin karışım miktarı arttıkça, hem NDB hem de YDB’nin basmada yarma
dayanımının artmış olduğu gözlemlenmiştir. PPE miktarı arttıkça hem NDB hem de
YDB'da eğilme dayanımı ve tokluk (%1.00 elyaf miktarı hariç) artmıştır. Elyafın
betona katılması ile daha az su geçirgenliği de gözlemlenmiştir. Beton sıcaklığının
100°C ve 200°C’de olduğu durumda basınç dayanımı, basmda yarma dayanımı, tokluk
ve UPV’de düşüş gözlemlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Polipropilen Elyaf (PPE), Normal Dayanımlı Beton, Yüksek
Dayanımlı Beton, Mekanik Özellikler, Büzülme, Su Emme, Geçirgenlik, Yüksek
Sıcaklık
